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Charakterisierung des Mikrostruktur-, Defekt- und Oberflächeneinflusses auf das Ermüdungsverhalten von additiv gefertigten Bauteilen und Strukturen

Neben der Mikrostruktur bestimmen Defekte in additiv gefertigten Werkstoffen und Strukturen das Ermüdungsverhalten in technischen Anwendungen, wie Flugzeugturbinen und Implantaten. Durch geeignete Mess- und Prüfstrategien sowie Auswertungsverfahren kann eine genaue Überwachung der prozessbedingten Einflüsse auf das Ermüdungsverhalten und ein tiefgreifendes Verständnis des komplexen Schädigungsverhaltens erreicht werden. In Ermüdungsversuchen wurden die additiv gefertigten Legierungen AISI 316L, TNM-B1 und AlSi10Mg charakterisiert und hinsichtlich der bruchauslösenden Defekte analysiert. Zur Bewertung des Einflusses der Defekte auf das Ermüdungsverhalten wurden die Modelle von Murakami und Shiozawa verwendet. Diese Modelle ermöglichen eine Bewertung der…

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Neben der Mikrostruktur bestimmen Defekte in additiv gefertigten Werkstoffen und Strukturen das Ermüdungsverhalten in technischen Anwendungen, wie Flugzeugturbinen und Implantaten. Durch geeignete Mess- und Prüfstrategien sowie Auswertungsverfahren kann eine genaue Überwachung der prozessbedingten Einflüsse auf das Ermüdungsverhalten und ein tiefgreifendes Verständnis des komplexen Schädigungsverhaltens erreicht werden. In Ermüdungsversuchen wurden die additiv gefertigten Legierungen AISI 316L, TNM-B1 und AlSi10Mg charakterisiert und hinsichtlich der bruchauslösenden Defekte analysiert. Zur Bewertung des Einflusses der Defekte auf das Ermüdungsverhalten wurden die Modelle von Murakami und Shiozawa verwendet. Diese Modelle ermöglichen eine Bewertung der Ermüdungs-Schädigungstoleranz. Durch spezifische Shiozawa-Diagramme kann das Leichtbaupotenzial bewertet werden. Eine Kombination aus intermittierenden Versuchen und μCT-Scans unter Einbeziehung einer in-situ Belastungseinheit ermöglicht die Visualisierung der komplexen dreidimensionalen Schädigungsentwicklung von Gitterstrukturen.

Reference
WP-2023-253

Title
Charakterisierung des Mikrostruktur-, Defekt- und Oberflächeneinflusses auf das Ermüdungsverhalten von additiv gefertigten Bauteilen und Strukturen
Author(s)
M. Teschke, D. Klemm, F. Stern, M. Merghany, J. Tenkamp, F. Walther
DOI
10.48447/WP-2023-253
Event
Werkstoffprüfung 2023: Werkstoffe und Bauteile auf dem Prüfstand - Tagung
Year of publication
2023
Publication type
conference paper (PDF)
Language
German
Keywords
Ermüdung,Schädigungstoleranz,additive Fertigung,Gitterstrukturen,patientenspezifisches Implantatdesign